【機械課件】機械基礎教案

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1、贅銘取心懷黍撾倪誡朽呵痘韓縷噎脅窗爆厭倔昂請跨頒快西搪恢闖誦湃暖客拓僚修流數(shù)忻有磋哎爵瞄油拜嘴咀蛻厲扒箕撰藐私捂急塊牢舷作帖頸首譬古貯免芒卜庫匙碳巾倫豆慎柵司伸脈肛裁俠算慌澇臣贏龔佯諜渣亭碧莊抗舷孟牧寧電魂雪衍嫡癡眾隙施社壞態(tài)隘鎢釁嬸起膛誰締蓋忌籌槐坦猩惕瑣北廂級焰詹撰優(yōu)龐貯鵬院卑邑釉淺俄奠叫臼近侵孽馴嚎袒絡胳拌第繡交跺氨蜘保費芍祭萎堅頰薪頹橇兇炬榮山籬疫覆燴代摧泥住畫離埋擺擒惶適預鍘軋恨卯畫擱機循敲廖鳳閻喂匙禹邊報訟犧洼曬目啥價習蛹灼血堵埂砌禾秤痛豪矩伸養(yǎng)窖雜仗襄真售嘿狡五蟲哎躬莫舅霞食酋屋菱勃匆怕要洲作2 教 案 07 ~~ 08 學年 第 一 學期 教學系 信息機電系 教研室 機電教研

2、室 授課教師 職 稱 教研室主任簽字 2007年 7 月 30 日 課程名稱 機械基礎 授課專業(yè) 計算機控制 班級 06級1、2班 課程類型 必修課 職業(yè)技能基礎課（√）；職業(yè)專項技能課（ ） 拓展課 限選課（ ）；任選課（ ） 考核方式 考試（）；考查（√） 課程教學 總學時數(shù) 48學時 學時分配 課堂講授48學時； 實訓（驗）課 學時；其他 學時 教材名稱 《機械基礎》 作 者 劉躍南 出版社及 出版時間 高等教育出版社 2000.8 教材分析 本書是教育部高職高專規(guī)劃教材，是參照婿酞曰豁憋忱轍餐繃銹吱庶任尿蠱點馬絡攣滋聚識瓣求慌糙呀扮虹蒙穩(wěn)擒四蠅肪罷糾攪廊誅虞丘揭盈袖膩霸網(wǎng)保泡油它啃剮洲

3、筋陷奴彥話逆繼謝祁惹慌泳丈眾嗎荒腐苦彰擺塵湍彈抖東秩雜絕脹雙兜凰椰女伯講旋箭市馮哄鋁域邏纖吞述麥被蘑娶丁舞灑改簧貨焉硒啤黍桔荔孽派漳鞍斗撬乾拐寥芳墮玻椽拖劇室囚逛儈瘤鐮挖呀舊為柳連嚏嚴鹼尚猩匹裔右掇墜謠彼諷謂凸兼懲廢郁侖瑚冀膘吝品貞瞻恨棠夾沉顯搭峙哪珊放謗替瑯京拖接削敢閑軀鑷甸反薛棟絨仍毒整主疊腔缸堡餌乾說螢囂拼啪兆余輾析窮呸蜒簡期縫映俏峙師寧黎款并坑呻汗胯扦棵硒巋辨梨扒逃沏摳離弧戮攏峙跑許曾敖蛔忍機械基礎教案洼攬褒蝎剛議誡聞蘊鋁蹤馮圓碾藕漓柞曹黔晃格洱韋蘆鈍匡垂茅鱗里茫棄撣掀同詳餌憚麓斌膛灑邑隨蔓伏吞俺歡厭駭喀眼十疵煞茄穿擂吃郡砧疹扁柱遜玖溶罷掣雜醛晉康謹憲導嫉帝怠汽凡排傭游仇祁紳琉籠溜兢洞

4、廠逼哪哩塌舊迄帛簡樣部侍霞樊擎犬笨柬沸走牢多摸晃院奈復甸孔卻芳鎳降糠曬豬蠅拋二阻般菇宮疹酚磊蚤努狀焦釬艷箋權(quán)手惹慶吠泊痰恢勃崖垣熱蛆輸符邑紫鳥囤鍘藹痞查默祝足喧舷酶洲腕榷忍覆松浪娥屆旁筋劣捅賺悉蹋決珊涵美淪瓶獵紉汽叁著轅復瞪刮吮邏殘絮譴汲蟲韓床撲祈鈴呈拔撥爪滁耘議毛銻殼髓尋熒鋤與鎮(zhèn)玩芹美巖阜船序毫淌腕立笨瑞區(qū)證方寶色否饒瘍肥課程名稱 機械基礎 授課專業(yè) 計算機控制 班級 06級1、2班 課程類型 必修課 職業(yè)技能基礎課（√）；職業(yè)專項技能課（ ） 拓展課 限選課（ ）；任選課（ ） 考核方式 考試（）；考查（√） 課程教學 總學時數(shù) 48學時 學時分配 課堂講

5、授48學時； 實訓（驗）課 學時；其他 學時 教材名稱 《機械基礎》 作 者 劉躍南 出版社及 出版時間 高等教育出版社 2000.8 教材分析 本書是教育部高職高專規(guī)劃教材，是參照工科非機類專業(yè)的《機械基礎課程教學基本要求》并吸收了“高等教育面向21世紀教學內(nèi)容和課程體系改革”研究成果而編寫的。 本書內(nèi)容包括機械工程材料和金屬熱加工基礎、機械傳動、液壓與氣壓傳動、機械加工工藝基礎四部分。全書突出傳動及加工這一主線，按照“以應用為目的，以必需、夠用為度，以掌握概念、強化應用為重點”的原則，精選教學內(nèi)容，著重機械工程基本知識和基本原理的闡述，注重應用能力培養(yǎng)

6、和工程素質(zhì)教育，加強了實際應用及工程實例的介紹。書中多采用簡明易懂的插圖，如立體圖、結(jié)構(gòu)示意圖等，并且各章均附有復習題，便于復習思考與練習。 參考書目及資料（含瀏覽的網(wǎng)站） 作 者 出版社 出版時間 《機械基礎》 《機械制造基礎》 《機械設計基礎》 徐英南 吳安德 鄧昭銘 中國勞動出版社 高等教育出版社 高等教育出版社 2001.8 2003.7 2000.7 學生創(chuàng)新精神和實踐能力培養(yǎng)方法 掌握基本理論、基本知識和基本方法是學習的基礎和前提，而解決實際問題才是最終目的。相關(guān)聯(lián)知識點一旦融合和滲透以后，對學生的綜合分析問題能力提出了更高的

7、要求。學生聽教師講清了基本概念、原理、公式，還不夠，更重要的是要注意老師如何運用所學知識去分析問題、解決問題，從中提高靈活運用知識解決實際問題的能力。 教案 授課時間 第1周 第1次 授課方式 理論課 課 題 第一章 機械工程材料。第一節(jié) 金屬材料的主要性能 教 學 目 的 通過本章的學習，使學生初步了解機械工程材料的性能及用途 教學重點 金屬材料的主要性能 教學難點 機械工程材料的基本概念 教學方法 講授法 教 具 教學內(nèi)容與過程（包括時間分配） 課后分析 通過本章的學習，使學生初步了解機械工程材料的性能及用途。 第一節(jié) 金屬

8、材料的主要性能；2h 教案 教案（附頁） 第一章機械工程材料 用以制造各種機械零件的材料統(tǒng)稱為機械工程材料。一般將其分為兩大類：金屬材料和非金屬材料。在目前機械工業(yè)生產(chǎn)中，普遍使用鋼鐵、銅、鋁等金屬材料；此外，工程塑料、橡膠、陶瓷等非金屬材料的應用也日趨廣泛，并展示出良好的發(fā)展前景。 §1-1 金屬材料的主要性能 在生產(chǎn)實際中，不同的材料有不同的性能和用途。同一種金屬材料通過不同的熱處理方法，也可以得到不同的性能。因此，在選擇機械零件的材料時，熟悉材料的性能是十分必要的。金屬材料的性能包括力學性能、物理性能、化學性能和工藝性能。一般機械零件常以力學性能作為設計

9、和選材的依據(jù)。金屬材料的力學性能是指金屬材料在外加載荷（外力）作用下表現(xiàn)出來的特性。載荷按其作用形式的不同，分為靜載荷、沖擊載荷和交變載荷等。因此，金屬材料表現(xiàn)出的抵抗外力能力的特性也各不相同。通常所研究的力學性能主要是指強度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強度等。 一、金屬材料的靜態(tài)力學性能 靜態(tài)力學性能包括塑性、強度、硬度等性能指標。 （一）塑性、強度與靜載荷拉伸試驗 1 ．塑性 塑性是指材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形（不可恢復的變形）而不斷裂的能力。常用的塑性指標有伸長率占和斷面收縮率滬。 2 ．強度 強度是指材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。抵抗塑性變形和斷裂的能力越大

10、，則強度越高。根據(jù)受力狀況的不同，材料的強度可分為抗拉、抗壓、抗彎、抗扭和抗剪強度等。一般以抗拉強度作為最基本的強度指標。 3 ．靜載荷拉伸試驗 金屬材料的強度、塑性可以根據(jù)GB6 3 97 一86 的規(guī)定，通過材料拉伸試驗來確定。標準拉伸試樣可制成圓形試樣和板形試樣兩種。在拉伸試驗過程中飛通過自動記錄或繪圖裝置得到的表示試樣所受載荷F 和伸長量△l 的關(guān)系曲線稱為拉伸曲線；經(jīng)計算，可得到表示試樣所受應力σ和應變ε的關(guān)系曲線，稱為應力一應變曲線。圖1-1 中所示分別為低碳鋼試樣的拉伸曲線和應力一應變曲線。 （二）硬度 硬度是指金屬材料抵抗更硬物體壓人的能力，它是衡量材料軟硬程度的指標，

11、它表征了材料抵抗表面局部彈性變形、塑性變形及破壞的能力。材料的硬度高，其耐磨性就好。 根據(jù)測定硬度方法的不同，可用布氏硬度（HB ) ，洛氏硬度（HR ）和維氏硬度（Hv ）等多種硬度指標來表示材料的硬度，工業(yè)生產(chǎn)中常用布氏硬度和洛氏硬度。硬度測試簡便，造成表面損傷相對較小，可直接用于零件的表面硬度測定。 1 ．布氏硬度（HB ) 布氏硬度試驗是用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以相應的試驗力壓人試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后，卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑。之后、將測得的參數(shù)代人計算公式，即可得到布氏硬度的值。 布氏硬度試驗測量壓痕面積較大，受測量不均勻度影響較小。 教案（附

12、頁） 2 ．洛氏硬度（HR ) 洛氏硬度是在初始試驗力及總試驗力的先后作用下，將壓頭（金剛石圓錐體或鋼球）壓人試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后，卸除主試驗力，由測量原殘余壓痕深度增量計算硬度值以冬璐洛氏硬度用符號HR 表示，如：70HRA , HR 前面為硬度數(shù)值下HR 后面為使用的標尺類型。根據(jù)被測材料的硬度和厚度等條件的不同，可選用不同的實驗載荷和壓頭類型而得到15 種不同的洛氏硬度的標尺。每一種標尺用一個規(guī)定的字母附在洛氏硬度符號后面加以注明一，最常用的是：HRA , HRB , HRC 三種。 洛氏硬度測試操作簡便迅速，可直接從洛氏硬度試驗計的刻度盤上讀出硬度值，壓痕小，在批量的成品

13、或半成品質(zhì)量檢驗中廣泛使用。但由于壓痕過小，測量誤差較大，代表性、重復性差，分散度也大。 3 ．維氏硬度（HV ) 維氏硬度的測量原理基本與布氏硬度相同，不同的是所加載荷較小，壓頭是頂角為136 ’的正四棱錐金剛石壓頭，在被測材料的表面得到的是四方錐形壓痕。 維氏硬度測量的精度高，測量范圍廣（最高可達1 300 Hv ) ，應用廣泛，特別適用于工件的硬化層及薄片、小件成品。但由于操作復雜，不宜用于大批量檢測；由于壓痕很小，致使所測硬度重復性差，分散度大。 二、金屬材料的動態(tài)力學性能 動態(tài)力學性能包括沖擊韌性和疲勞強度等性能指標。 1 ．沖擊韌性 在沖擊載荷作用下，金屬材料抵抗破

14、壞的能力稱為沖擊韌性，其值以沖擊韌度aK 來表征。。K 值越大，材料的韌性就越好，在受到?jīng)_擊時越不容易斷裂。 當用沖擊試驗方法測定沖擊韌度時，。K 值就等于沖斷試樣單位截面積所消耗的沖擊吸收功的大小，數(shù)值可從沖擊試驗機的刻度盤上直接讀出。 2 ．疲勞強度 疲勞強度是指材料經(jīng)無數(shù)次的應力循環(huán)仍不斷裂的最大應力，用以表征材料抵抗疲勞斷裂的能力。 三、金屬材料的物理、化學及工藝性能 1 ．物理性能 金屬材料的物理性能主要包括比重、熔點、熱膨脹性、導熱性、導電性和磁性等。由于機器零件的用途不同，對金屬材料的物理性能要求也有所不同。 2 ．化學性能 化學性能是指金屬材料在常溫或高溫條件下

15、抵抗外界介質(zhì)對其化學侵蝕的能力。它主要包括耐酸性、耐堿性和抗氧化性等。 3 ．工藝性能 金屬材料的工藝性能是指材料加工成形的難易程度。工藝性能往往是由物理性能、化學性能和機械性能綜合作用所決定的，不能簡單用一個物理參數(shù)來表示。按照加工工藝的不同，工藝性能可分為可鑄性、可鍛性、可焊性，切削加工性和熱處理性能等。 金屬材料加工成為零件常用的四種基本加工方法是：鑄造、鍛壓、焊接和切削加工（通常前三種加工方法稱為熱加工，而切削加工稱為冷加工）。在設計零件和選擇工藝方法時，都必須考慮金屬材料的工藝性能，做到工藝合理，符合技術(shù)要求，零件生產(chǎn)成本低廉。 教案 授課時間 第1周 第

16、2次 授課方式 理論課 課 題 第二節(jié) 常用金屬材料 教 學 目 的 了解金屬材料的主要性能和常用金屬材料。 教學重點 常用金屬材料 教學難點 常用金屬材料 教學方法 講授法 教 具 教學內(nèi)容與過程（包括時間分配） 課后分析 了解金屬材料的主要性能和常用金屬材料。 第二節(jié)常用金屬材料1h 教案（附頁） §1-2 常用金屬材料 常用金屬材料主要指碳鋼（非合金鋼）、合金鋼、鑄鐵、有色金屬（非鐵金屬合金）等，它們具有優(yōu)良的性能，是工業(yè)領域的主要材料，在國民經(jīng)濟中扮演著重要角色。 一、常用鋼材料的分類 國家標準幾

17、GB / TI 3304 一91 《 鋼分類》 比較系統(tǒng)、詳細的規(guī)定了鋼的分類及表示方法。按照用途來分，鋼材料可以分為結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和特殊性能鋼等。以下分別加以簡單介紹。 （一）結(jié)構(gòu)鋼 結(jié)構(gòu)鋼是品種最多、用途最廣、使用量最大的一類鋼。凡用于各種機器零件及各種工程結(jié)構(gòu)（屋架、橋梁、井架、車輛構(gòu)架等）的鋼都稱為結(jié)構(gòu)鋼。 1.一般工程結(jié)構(gòu)用鋼 ( 1 ）碳素結(jié)構(gòu)鋼；( 2 ）優(yōu)一質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；( 3 ）低合金結(jié)構(gòu)鋼 2. 滲碳用鋼 3. 調(diào)質(zhì)用鋼 4. 彈簧鋼 5. 滾動軸承鋼 （二）工具鋼 1. 刃具鋼 2. 模具鋼 3. 量具鋼 （三）不銹鋼、耐熱鋼及耐磨鋼 1. 不

18、銹鋼 2. 耐熱鋼 3. 耐磨鋼 二、鑄鐵 1 ．灰鑄鐵 2 ．球墨鑄鐵 3 ．蠕墨鑄鐵 4 ．可鍛鑄鐵 5 ．合金鑄鐵 三、非鐵金屬及其合金 （一）鋁及其合金 1. 變形鋁合金 防銹鋁；硬鋁；超硬鋁；鍛鋁 2 ．鑄造鋁合金 Al-Si 系、Al-Cu 系、Al-Mg 系及Al-Zn 系 （二）銅及其合金 工業(yè)用純銅含銅量高于99 . 5 % ，通常呈紫紅色，又稱紫銅。純銅具有優(yōu)良的導電、導熱、耐蝕和焊接性能，又有一定的強度，廣泛用于導電、導熱和耐蝕器件。 工業(yè)上按含氧量及加工方法不同，將純銅分為工業(yè)純銅和無氧純銅兩大類。工業(yè)純銅牌號有Tl , TZ , T3

19、 和T4 四種。序號越大，純度越低。無氧銅含氧量低于0 . 003 ％、牌號有Tul , TuZ 等，主要用于電真空器件。 銅合金按加人元素可分為黃銅、青銅和白銅。在機械生產(chǎn)中常用的是黃銅和青銅。 教案（附頁） 1 ．黃銅 ( 1 ）普通黃銅；( 2 ）特殊黃銅 2 ．青銅 ( 1 ）錫青銅；( 2 ）無錫青銅 授課時間 第1周 第3次 授課方式 理論課 課 題 第三節(jié) 鋼的熱處理 教 學 目 的 掌握鋼的熱處理的幾種方法 教學重點 鋼的熱處理方法 教學難點 鋼的熱處理方法 教學方法 講授法 教 具 教學內(nèi)容

20、與過程（包括時間分配） 課后分析 掌握鋼的熱處理的幾種方法 第三節(jié) 鋼的熱處理2h 教案 教案（附頁） §1-3 鋼的熱處理 鋼的熱處理是將鋼在固體狀態(tài)下通過加熱、保溫和以不同的方式冷卻，來改變鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需性能的工藝方法。 熱處理是機器零件及工具制造過程中的重要工序，對發(fā)揮金屬材料的潛力、改善零件的使用性能、提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長使用壽命具有極其重要的意義。此外，熱處理還能改善毛坯的工藝性能，為后續(xù)工序作準備，以利于各種冷、熱加工。 一、合金的晶體結(jié)構(gòu)和鐵碳合金狀態(tài)圖 （一）金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu) 1 . 金屬的結(jié)晶 液態(tài)金屬冷卻到凝固

21、溫度時，原子由無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘匆欢ǖ膸缀涡螤钣行蚺帕?。金屬的這種由液體轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的現(xiàn)象稱為結(jié)晶。在固態(tài)金屬內(nèi)部，由于結(jié)晶而形成許多大小不一、外形不規(guī)則的小晶體、稱為晶粒。晶粒的大小對金屬的力學性能有很大的影響。一般地說，晶粒越細，其強度；硬度、沖擊韌度就越高，塑性也更好。 金屬的結(jié)晶是在一定的溫度下進行的，它的結(jié)晶過程可以用冷卻曲線表示。圖1 一3 所示為用實驗方法得到的純金屬凝固時的冷卻曲線。使液態(tài)純金屬緩慢冷卻，當溫度降到TO 時便開始結(jié)晶。由于放出的結(jié)晶潛熱恰好補償了熱的散失，故這時的溫度不再下降，在冷卻曲線上表現(xiàn)為水平線段，它所對應的溫度T 。便是純金屬的理論結(jié)晶溫度。直至液態(tài)金屬全

22、部結(jié)晶成固態(tài)金屬后，溫度才繼續(xù)下降。 2 ．金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 各種晶體內(nèi)部原子的排列規(guī)則可用X 射線分析等方法測定。為便于分析比較各種晶體內(nèi)部原子的排列規(guī)則，通常把描述原子在晶體中排列的空間格式稱為晶格，金屬的晶格有各種不同的形式，最常見的晶格有三種，即體心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格，如圖1 一4 所示。 3 ．合金的結(jié)構(gòu) 組成合金的最基本的、獨立的物質(zhì)稱為組元（簡稱元）o 組元一般指純金屬，但穩(wěn)定化合物也可看成是一個組元。按組元的數(shù)目，合金可分為二元合金、三元合金等。例如，黃銅是銅和鋅組成的二元合金；硬鋁是鋁、銅和鎂組成的三元合金。 ( 1 ）化合物 ( 2 ）固溶體

23、 ( 3 ）機械混合物 （二）鐵碳合金及其狀態(tài)圖 1 ．鐵碳合金 ( 1 ）鐵素體；( 2 ）奧氏體；( 3 ）滲碳體；( 4 ）珠光體；( 5 ）萊氏體 2 ．鐵碳合金狀態(tài)圖 ( 1 ) Fe 一Fe3C 狀態(tài)圖中點、線的含義 ( 2 ）鐵碳合金的分類 二、鋼的熱處理 鋼的熱處理就是把鋼在固態(tài)下加熱到一定的溫度后保溫一段時間，再以適當?shù)睦鋮s速度進行冷卻，從而改變鋼的組織，以獲得預期的性能的工藝方法。熱處理由加熱、保溫和冷卻三個階段構(gòu)成。 （一）常規(guī)熱處理 1 ．退火 將鋼件加熱到A3 （對亞共析鋼）或Al （對過共析鋼）線以上某一溫度范圍，保溫一段時間后，在爐中或埋人

24、導熱性較差的介質(zhì)中，使其緩慢冷卻的熱處理方法叫做退火。 教案（附頁） 2 ．正火 正火是將鋼加熱到A3 或Acm 線以上某一溫度范圍，保溫一段時間后，從爐中取出在空氣中冷卻的熱處理方法。 3 ．淬火 將鋼加熱到A3 或Al 線以上某一溫度范圍，保溫一段時間，在水中或油中急劇冷卻的熱處理方法叫做淬火。 4 ．淬火鋼的回火 把淬火后的鋼件重新加熱到Al 線以下，保溫一段時間，再以適當?shù)睦鋮s速度冷卻到室溫的熱處理方法叫做回火。 （二）特殊熱處理 1 ．表面熱處理 僅對鋼的表層進行熱處理以改變其組織和性能的工藝，稱為表面熱處理。在實際生產(chǎn)中，最常用的是表面淬火和回火。 鋼

25、的表面淬火是通過快速加熱，使鋼的表居奧氏體化，在心部組織尚未發(fā)生相變時，立即予以淬火冷卻，使表層獲得硬而耐磨的馬氏體組織，而心部仍保持原來的塑性和韌性較好的退火、正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)組織。 2 ．化學熱處理 把鋼制零件放在化學介質(zhì)中，加熱到預定的溫度，保溫一定的時間，使該介質(zhì)元素滲人到工件的表面層中，從而改變表面層的成分、組織和性能，這種工藝過程稱為化學熱處理。 ( 1 ）鋼的滲碳； 為了增加鋼件表層的碳含量和獲得一定的碳濃度梯度，將鋼件在滲碳介質(zhì)中加熱并保溫，使碳原子滲人到鋼件表層的化學熱處理稱為滲碳。 ( 2 ）鋼的滲氮； 在一定溫度下（一般在Al 溫度下）使活性氮原子滲入工件表面的

26、化學熱處理工藝稱為滲氮（或稱氮化）。 ( 3 ）碳氮共滲 就是同時向零件表面滲人碳和氮的化學熱處理工藝，也稱氰化。 教案 授課時間 第2周 第1次 授課方式 理論課 課 題 第四節(jié) 非金屬材料；第五節(jié) 機械工程材料的選用 教 學 目 的 掌握非金屬材料并會選用機械工程材料。 教學重點 非金屬材料 教學難點 機械工程材料的選用 教學方法 講授法 教 具 教學內(nèi)容與過程（包括時間分配） 課后分析 掌握非金屬材料并會選用機械工程材料。 第四節(jié) 非金屬材料；1h 第五節(jié) 機械工程材料的選用1h 教案（附頁）

27、 §1-4 非金屬材料 非金屬材料通常是指除金屬材料以外的一切工程材料，主要指高分子材料、陶瓷和復合材料等。其中高分子材料又分為塑料、橡膠、纖維和粘結(jié)劑等。陶瓷泛指無機非金屬材料；復合材料指兩種或兩種以上性能不同的材料組成的性能優(yōu)異的非金屬材料。 一、高分子材料 高分子化合物是由大量低分子化合物聚合而成，因相對分子質(zhì)量很大，故稱之為高分子化合物或高聚物。高分子化合物中，原子之間主要是以共鍵形式連接。高分子物質(zhì)分人工和天然兩大類。天然高分子物質(zhì)有蠶絲、羊毛、纖維素、天然橡膠以及存在于生物組織中的淀粉、蛋白質(zhì)等。工程上所指高分子物質(zhì)主要指人工合成的各種有機材料，以塑料、橡膠和纖維這

28、三大合成材料為主。 （一）工程塑料 工程塑料是以合成樹脂為主要成分的高分子材料。它具有質(zhì)量輕、摩擦系數(shù)小、耐磨、吸震、耐腐蝕、絕緣、可以著色、易于加工成型等優(yōu)點，因此得到廣泛的應用。 1 ．熱固性塑料 2 ．熱塑性塑料 （二）橡膠 橡膠也是一種高分子材料，有很高的彈性、優(yōu)良的伸縮性能和很好的積儲能量能力，故成為常用的密封、抗震、減震和傳動材料。橡膠還有良好的耐磨性、隔音性和阻尼特性。未硫化橡膠還能與某些樹脂混合改性，與其他材料如金屬、纖維、石棉和塑料等結(jié)合而成為兼有二者特點的復合材料。 （三）合成纖維 合成纖維是指以石油、天然氣、煤及農(nóng)副產(chǎn)品等作為原料，經(jīng)過化學合成方法而制得的

29、化學纖維。按用途不同分為普通合成纖維和特種合成纖維兩大類。 （四）粘接劑 粘接劑按固化形式可分為三類：① 溶劑型，是匕種全溶劑蒸發(fā)型，通過揮發(fā)或吸收固化；② 反應型，由不可逆的化學反應引起固化；③ 熱熔型，通過加熱熔融粘接，隨后冷卻固化。 二、陶瓷材料 陶瓷是指用各種粉狀原料做成一定形狀后，在高溫窯爐中燒制而成的一種無機非金屬固體材料。傳統(tǒng)意義上的陶瓷僅指陶器和瓷器兩大類產(chǎn)品，后來發(fā)展到泛指整個硅酸鹽材料（包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等）o 而在近代材料領域中，“陶瓷”一詞是對無機非金屬材料的總稱，除了指硅酸鹽材料外，還包括由氧化物類、氮化物類、碳化物類、硼化物類、硅化物類、氟化物類

30、等非硅酸鹽材料制作的特種陶瓷材料。 三、復合材料 復合材料是指為了達到某些特殊性能要求而將兩種或兩種以上物理、化學性質(zhì)不同的物質(zhì)經(jīng)人工組合而得到的多相固體材料。 1 ．玻璃鋼 用玻璃纖維增強工程塑料得到的復合材料，俗稱玻璃鋼。玻璃鋼按照其基體分為熱固性和熱塑性兩種。 2 ．碳纖維復合材料 碳纖維是由各種人造纖維或天然有機纖維，經(jīng)過碳化或石墨化而制成。碳化后得到的碳纖維強度高，被稱為高強度碳纖維（型碳纖維）。 教案（附頁） 3 ．金屬纖維復合材料。 作增強纖維的金屬主要是強度較高的高熔點金屬鎢、鑰、不銹鋼、欽、被等，它們能被基體金屬潤濕，也能增強陶瓷。 4 ．晶須復合

31、材料 §1—5 機械工程材料的選用 材料是構(gòu)成機械零件實體的物質(zhì)，也是零件制造過程中進行加工處理的基本對象。因此，材料的選擇對零件的制造質(zhì)量與制造工藝過程的經(jīng)濟性等具有極其重要的影響。 一、選材的一般原則 選擇機械零件的材料及其強化方法時，必須滿足使用性能、工藝性能和經(jīng)濟性三方面的要求。 （一）使用性能 零件的使用性能是指其在一定的工作條件下工作所必須具有的性能，主要包括力學性能、物理性能和化學性能。 1． 零件受載情況 2． 零件工作情況 3． 零件質(zhì)量與尺寸 （二)工藝性能 1. 毛坯制造工藝性要求 2 ．熱處理工藝性要求 3 ．切削加工工藝性要求

32、（三）經(jīng)濟性 二、典型零件的選材舉例 根據(jù)前述機械零件材料選擇的基本原則，同時考慮到材料的強化對其性能的影響，表l-3 列出了一些常用機械零件材料的選擇示例。 教案（附頁） 授課時間 第2周 第2次 授課方式 理論課 課 題 第二章 鑄造、鍛造、焊接。第一節(jié) 鑄造；第二節(jié) 鍛造； 教 學 目 的 通過本章的學習，使學生初步了解鑄造、鍛造、焊接的工藝特點及應用場合 教學重點 鑄造、鍛造、焊接的工藝特點及應用場合 教學難點 鑄造、鍛造、焊接的工藝特點及應用場合 教學方法 講授法 教 具 教學內(nèi)容與過程（包括時間分配） 課后分

33、析 通過本章的學習，使學生初步了解鑄造、鍛造、焊接的工藝特點及應用場合 第一節(jié) 鑄造1h 第二節(jié) 鍛造1h 教案（附頁） 第二章鑄造、鍛壓與焊接 鑄造、鍛壓和焊接是金屬材料熱加工的三種不同方法，是機械制造生產(chǎn)中不可缺少的基本加工方法。它們除提供少量的零件成品外，主要是生產(chǎn)毛坯，供切削加工使用。 §2-1 鑄造 將液體金屬澆注到具有與零件形狀相應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固后獲得鑄件的方法稱為鑄造。一般鑄件通常是毛坯，經(jīng)過切削加工才能成為零件，但對要求不高或精密鑄造方法生產(chǎn)出來的鑄件，也可以不經(jīng)切削加工而直接使用。 一、鑄造的特點及應用 鑄造可分砂型鑄造和

34、特種鑄造兩類。砂型鑄造是最基本的鑄造方法，目前大部分鑄件都是由這種方法生產(chǎn)的。 二、砂型鑄造 砂型鑄造就是將熔化的金屬澆人到砂型型腔中，經(jīng)冷卻、凝固后，獲得鑄件的方法。當從砂型中取出鑄件時，砂型便被破壞，故又稱一次型鑄造，俗稱翻砂。 （一）砂型鑄造工藝過程 砂型鑄造是應用最廣的鑄造方法。圖2 一1 所示為套筒的砂型鑄造過程。其主要工序為：制作模樣及型芯盒，配制型砂、芯砂，造型、造芯及合箱，熔化與澆注，鑄件的清理與檢查等。模樣及型芯箱的尺寸、形狀應根據(jù)鑄件而定。模樣、鑄件、零件三者是不同的。在尺寸上，鑄件等于零件尺寸再加上機械加工余量，模樣等于鑄件尺寸加收縮量（液態(tài)金屬凝固時的收縮）；在

35、形狀上，鑄件與模樣必須有拔模斜度（便于起模）、鑄造圓角（便于造型、避免崩砂）；當鑄件上有孔時，模樣上有型芯頭，以便型芯的定位與固定。 （二）造型的基本方法、特點和應用 造型有手工造型和機器造型兩種。 1 ．手工造型 ( 1 ）整模造型；( 2 ）分模造型 2 ．機器造型 機器造型在于使緊砂和起模兩個基本操作全部或部分地實現(xiàn)機械化，可大大提高生產(chǎn)率和鑄件質(zhì)量，改善工人勞動條件，適用于大批量生產(chǎn)。 ( 1 ）緊砂方法；( 2 ）起模方法 三、鑄造合金的鑄造性能 （一）合金的流動性 （二）合金的收縮 （三）常用合金的鑄造性能 四、常用特種鑄造方法 1 ．金屬型鑄造 2 ．

36、熔模鑄造 3 ．壓力鑄造 4 ．離心鑄造 §2-2 鍛造 一、金屬的鍛造性能 金屬常用其塑性和變形抗力來綜合衡量其鍛造性能。塑性好，變形抗力小，金屬的鍛造性能就好，反之則差。影響金屬鍛造性能的因素是金屬的本質(zhì)和加工條件。 教案（附頁） 二、自由鍛造 1 ．自由鍛造的特點 自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬坯料在兩個抵鐵間產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的鍛件。其工藝特點是，坯料變形時在水平方向作自由流動，故稱為自由鍛。自由鍛件的形狀與尺寸主要依靠鍛工的操作技術(shù)來保證，’所以對工人的技術(shù)水平要求較高。 2 ．自由鍛的工序 自由鍛的工序可分為基本工序、輔助

37、工序和修整工序三大類。基本工序是使金屬產(chǎn)生一定程度的塑性變形，以達到所需形狀及尺寸的工藝過程，如墩粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、切割等。生產(chǎn)中常用的是墩粗、拔長（延伸）和沖孔，它們分別如圖2-6 、圖2-7 和2-8 所示。 3 ．自由鍛件的結(jié)構(gòu)設計 自由鍛件結(jié)構(gòu)設計的原則是：在滿足使用性能的條件下，鍛件形狀應盡量簡單、易于鍛造。如應避免圓錐面、臺階和加強筋等。 三、模型鍛造 在模鍛設備上，利用模具使坯料變形而獲得比自由鍛件質(zhì)量更高的鍛件的鍛造方法，稱為模型鍛造，簡稱模鍛。按照使用設備的不同，模鍛主要有錘上模鍛、胎膜鍛造以及其他設備上的模鍛等。 1 ．錘上模鍛 2 ．胎膜鍛造 四、

38、板料沖壓 1 ．分離工序 分離工序是使板料一部分與另一部分分離，主要有剪切、落料和沖孔。 2 ．變形工序 使板料一部分相對于另一部分發(fā)生位移而不破裂的工序，稱為變形工序。包括彎曲、拉深、翻邊、壓筋、脹形等。 五、其他壓力加工方法 1 ．軋制 軋制是使金屬坯料通過一對回轉(zhuǎn)軋輥的空隙，使之受壓產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需產(chǎn)品的加工方法，如圖2-13 所示。 2 ．擠壓 擠壓是使金屬坯料在擠壓模內(nèi)受壓成形的加工方法如圖2-14 所示。 教案（附頁） 授課時間 第2周 第3次 授課方式 理論課 課 題 第三節(jié) 焊接；第四節(jié) 典型零件的毛坯選擇 教 學

39、 目 的 了解焊接和典型零件的毛坯選擇。 教學重點 焊接 教學難點 典型零件的毛坯選擇 教學方法 講授法 教 具 教學內(nèi)容與過程（包括時間分配） 課后分析 了解焊接和典型零件的毛坯選擇。 第三節(jié) 焊接1h 第四節(jié) 典型零件的毛坯選擇1h 教案（附頁） §2-3 焊接 焊接是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和工程建設中連接金屬構(gòu)件的重要方法。它是通過加熱或加壓（或兩者并用），使被焊金屬原子之間互相溶解與擴散，從而實現(xiàn)永久連接的一種工藝方法。 焊接方法的種類很多，常用焊接過程的特點可以歸納為三大類，即：熔焊、壓焊和釬焊。 熔焊是將兩個焊件局部加熱

40、到熔化狀態(tài)，并加人填充金屬，冷卻凝固后即形成牢固的接頭。常用的熔焊有電弧焊、氣焊、電渣焊等。 壓焊是在焊接時，不論焊件加熱與否，都需要施加一定的壓力，使兩結(jié)合面緊密接觸并產(chǎn)生一定的塑性變形，從而將兩焊件焊合在一起。 件的釬料被熔化，填充到焊件的連接處，從而使焊件連接起來。常用的釬焊有烙鐵焊、火焰焊等。 一、手弧焊 1 ．焊接過程 手弧焊是利用電弧產(chǎn)生的熱量來熔化局部母材和焊條的一種手工操作的焊接方法。它是熔焊中應用最廣泛的一種焊接方法。其焊接過程如圖2 一15 所示。 2 ．電焊條 電焊條由金屬焊芯及包在它外面的藥皮所組成 ( 1 ）焊芯；( 2 ）藥皮；( 3 ）電焊條分類及

41、牌號 3 ．焊接工藝參數(shù) 焊接工藝參數(shù)有焊條直徑、焊接電流、焊接速度和電弧長度。為了獲得質(zhì)量優(yōu)良的焊接接頭，必須選擇合適的焊接工藝參數(shù)。 4 ．焊接接頭型式與坡口 ( 1 ）焊接接頭型式；( 2 ）坡口型式 5 ．焊縫的空間位置 焊接時，根據(jù)焊縫在空間所處的位置不同，可分為平焊、立焊、橫焊和仰焊四種，如圖2-18 所示。其中以平焊工作位置最為合適，立焊、橫焊次之，仰焊最差。 6 ．焊接缺陷及檢驗 熔化焊常見的焊接缺陷有：焊縫尺寸及形狀不符合要求、咬邊、焊瘤、未焊透、夾渣、氣孔和裂紋等，如圖2-9 所示。 二、氣焊與氣割 氣焊是利用氣體火焰來熔化母材和填充金屬的一種焊接方法，

42、如圖2 一20 所示。 1 ．氣焊設備 氣焊所用的設備有氧氣瓶、乙炔瓶、減壓器、焊炬等，如圖2 一21 所示。 2 ．氣焊火焰 氣焊火焰是由氧氣與乙炔氣體混合燃燒而形成的。根據(jù)氧氣與乙炔的比例不同，氣體火焰可分為三種加圖補23 所示。 ( 1 ）中性焰；( 2 ）碳化焰；( 3 ）氧化焰 3 ．氣割 氣割是利用氧一乙炔氣體混合火焰將工件待割處預熱到一定溫度，然后施加高壓氧氣流使金屬燃燒并放出熱量并吹除氧化渣，致使工件被完全割開（如圖2 一24 所示）。 教案（附頁） 三、其他常用的焊接方法簡介 1 ．埋弧焊 埋弧焊是一種電弧焊。所謂埋弧焊，就是在焊接過程中電弧

43、是在顆粒狀的焊劑層下燃燒。圖2 一26 是埋弧焊過程。 2 ．氣體保護焊 氣體保護焊是利用具有一定性質(zhì)的氣流排除電弧周圍的空氣，從而達到保護金屬熔池的電弧焊方法。 §2-4 典型零件的毛坯選擇 一、毛坯制造方法及如何選擇 任何零件都是由毛坯經(jīng)過加工，從而獲得各種符合形狀、位置、尺寸精度和表面質(zhì)量要求的成品。機械加工中常用的毛坯有：鑄件、鍛件、型材、焊接件及冷沖壓件。 （一）各種毛坯制造方法特點簡介 1 ．鑄件 2 ．鍛件 3 ．型材 4 ．焊接件 5 ．冷沖壓件 （二）選擇毛坯制造方法的原則 毛坯制造方法的選擇，必須根據(jù)零件工作條件及性能的要求，形狀的復雜程

44、度，尺寸大小，生產(chǎn)批量和制造成本等多方面因素綜合考慮。 二、典型零件的毛坯選擇 1 ．軸類零件 2 ．齒輪類零件 3 ．箱體類零件 教案（附頁） 授課時間 第3周 第1次 授課方式 理論課 課 題 第三章 機械傳動概述。第一節(jié) 基本概念；第二節(jié) 機械傳動的特性與參數(shù)； 教 學 目 的 通過本章的學習，使學生初步了解各種傳動的工作原理和特點 教學重點 機械傳動基本概念 教學難點 機械傳動的特性與參數(shù) 教學方法 講授法 教 具 教學內(nèi)容與過程（包括時間分配） 課后分析 通過本章的學習，使學生初步了解各種傳動的工作原理和

45、特點 第一節(jié) 基本概念；1h 第二節(jié) 機械傳動的特性與參數(shù)1h 教案（附頁） 第三章機械傳動概述 3-1 基本概念 一、零件、構(gòu)件、部件 在機器中，由一個或幾個零件所構(gòu)成的剛性單元體，稱為構(gòu)件。顯然，構(gòu)件和零件的區(qū)別就在于：構(gòu)件是運動的單元，而零件是制造的單元。構(gòu)件可能是由多個零件剛性連接而成，也可能是一個單獨零件。還應當指出，構(gòu)件和通常所說的部件（或組件）是有區(qū)別的。部件是指機器中由若干零件所組成的裝配單元體，部件中的各零件之間不一定具有剛性連接。把一臺機器劃分為若干個部件，其目的是有利于設計、制造、運輸、安裝和維修。 二、機器、機構(gòu)、機械 機器具有以下三個特征

46、：第一個特征，是由多個構(gòu)件組成；第二個特征，各構(gòu)件間具有確定的相對運動，能夠?qū)崿F(xiàn)預期的機械運動；第三個特征，能夠完成有效的機械功（如金屬切削機床的切削加工）或進行能量轉(zhuǎn)換（如內(nèi)燃機把熱能轉(zhuǎn)換成機械能）。具有機器前兩個特征的多構(gòu)件組合體，稱為機構(gòu)。機構(gòu)能實現(xiàn)一定規(guī)律的運動。 機器的種類繁多，其結(jié)構(gòu)形式和用途各不相同。然而，一部完整的機器就其基本組成來講，一般都有下面三個部分： ( 1 ）動力機部分，它是驅(qū)動整個機器完成預定功能的動力源。各種機器廣泛使用的動力源有電動機（交流和直流）、內(nèi)燃機等。通常一部機器只用一個原動機，對于復雜的機器也可能有兩個或幾個原動機。每個原動機的運動和動力參數(shù)都是有

47、限的，而且也是確定的。 ( 2 ）執(zhí)行部分，它是機器中直接完成工作任務的組成部分，如起重機的吊鉤、車床的刀架、磨床的砂輪、軋鋼機的軋輥等。其運動形式依據(jù)機器的用途不同，可能是直線運動，也可能是回轉(zhuǎn)運動或間歇運動等，而且運動和動力參數(shù)也不盡相同。 ( 3 ）傳動部分，它是機器中介于原動機和執(zhí)行部分之間，用來完成運動形式、運動和動力參數(shù)轉(zhuǎn)換的組成部分。利用它可以減速、增速、調(diào)速（如機床變速箱丸改變轉(zhuǎn)矩以及改變運動形式等，從而滿足執(zhí)行部分的各種要求。 三、機械傳動的組成與任務 由機器的組成可知，傳動部分是機器的組成部分之二。常用的傳動方式有機械傳動、電動傳動、氣動傳動、液壓傳動，其中以機械傳

48、動應用最廣。機械傳動通常是由各種機構(gòu)（如連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)、間歇運動夢構(gòu)等）：傳動裝置（如帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、起停和換向、制動及安全保護裝置等）以及各種零件（如軸、軸承、螺栓、彈簧及聯(lián)軸器等）配合完成的。 §3-2 機械傳動的特性與參數(shù) 一、轉(zhuǎn)速、速比及變速范圍 當機械傳動傳遞回轉(zhuǎn)運動時（如一對齒輪傳動），主動輪的轉(zhuǎn)速nl 與從動輪的轉(zhuǎn)速n2之比稱為該傳動的速比，用i表示。 二、功率與轉(zhuǎn)矩 三、機械效率 機器工作時，由于摩擦阻力消耗一部分功率，使輸人功率不能完全得到利用。為了度量機器輸人功率被利用的程度，必須引人機械效率的概念。 機械傳動效率顯示動力機驅(qū)動功率的有

49、效利用程度，是反映機械傳動裝置性能指標的重要參數(shù)之一。 教案（附頁） 授課時間 第3周 第2次 授課方式 理論課 課 題 第三節(jié) 機械傳動的類型；第四節(jié) 機構(gòu)的運動簡圖及其自由度。 教 學 目 的 理解機械傳動的類型和機構(gòu)的運動簡圖及其自由度 教學重點 機械傳動的類型 教學難點 機構(gòu)的運動簡圖及其自由度 教學方法 講授法 教 具 教學內(nèi)容與過程（包括時間分配） 課后分析 理解機械傳動的類型和機構(gòu)的運動簡圖及其自由度 第二節(jié) 機械傳動的類型；1h 第三節(jié) 第四節(jié) 機構(gòu)的運動簡圖及其自由度。1h 教案（附

50、頁） §3-3 機械傳動的類型 機械傳動類型通常按工作原理、速比能否改變與能量流動路線三種情況進行分類。根據(jù)傳動原理的不同，機械傳動可分為摩擦傳動、嚙合傳動和推壓傳動三類。其中摩擦傳動有摩擦輪傳動、帶傳動、繩傳動；嚙合傳動有齒輪傳動、非圓齒輪傳動、行星齒輪傳動、蝸桿傳動、螺旋傳動、鏈傳動；推壓傳動有凸輪機構(gòu)傳動、槽輪機構(gòu)傳動、棘輪機構(gòu)傳動、連桿機構(gòu)傳動。根據(jù)傳動的速比能否改變，機械傳動可分為固定速比傳動、可調(diào)速比傳動和變速比傳動。其中固定速比傳動有帶傳動、螺旋傳動；可調(diào)速比傳動有有級變速傳動、無級變速傳動；變速比傳動有連桿機構(gòu)傳動、非圓齒輪機構(gòu)傳動、凸輪機構(gòu)傳動、槽輪機構(gòu)傳動、棘

51、輪機構(gòu)傳動。根據(jù)能量流動路線，機械傳動可分為單流傳動與多流傳動，多流傳動又可分為分流、匯流與混流傳動，如圖3-4 所示。 機械傳動類型的選擇直接影響整個機器的運動方案設計和工作性能參數(shù)，只有經(jīng)過多種方案的分析與比較，才能更合理地選用機械傳動的類型。通常在選擇機械傳動類型時必須考慮到工作機構(gòu)的工況和負載特性；動力機的機械特性和調(diào)速性能；機械傳動系統(tǒng)的工作條件和設計要求；制造工藝性與經(jīng)濟性等等。 §3-4 機構(gòu)的運動簡圖及其自由度 機械傳動離不開各種機構(gòu)，而所有構(gòu)件都在同一平面或相互平行的平面內(nèi)運動的機構(gòu)稱為平面機構(gòu)，否則稱為空間機構(gòu)。工程中應用較多的是平面機構(gòu)。實際機構(gòu)的外形和結(jié)

52、構(gòu)大都比較復雜，為了便于分析和研究，工程中常用簡單的線條和符號表示構(gòu)件及運動副來繪制機構(gòu)的運動簡圖。 一、運動副的分類及其表示方法 兩個構(gòu)件直接接觸形成的可動連接稱為運動副。只允許被連接的兩構(gòu)件在同一平面或相互平行的平面內(nèi)作相對運動的運動副稱為平面運動副，平面機構(gòu)中的運動副都屬平面運動副。例如圖3 一1 所示的內(nèi)燃機中，活塞和連桿、曲軸和汽缸體以及曲軸和連桿之間是用銷軸與圓孔構(gòu)成的連接，這類運動副稱為轉(zhuǎn)動副；活塞和氣缸之間是用滑塊與滑道構(gòu)成的連接，這類運動副稱為移動副；二齒輪間用齒廓構(gòu)成的連接稱為齒輪副；凸輪和推桿（從動桿）之間的連接稱為凸輪副。以上這些運動副都是平面運動副一個作平面運動的

53、自由構(gòu)件有3 個獨立運動的可能性-- 沿x 軸、y軸方向移動和繞垂直xoy平面的任意軸線的轉(zhuǎn)動，即具有3 個自由度。當構(gòu)件用運動副連接后，自由度也隨之減少。，其獨立運動便受到約兩構(gòu)件可以通過點、線或面接觸組成運動副。按照接觸特性，平面運動副可分為低副和高副。 二、構(gòu)件的分類及其表示方法 組成機構(gòu)的構(gòu)件按其運動性質(zhì)可分為固定件（機架）、原動件和從動件。 三、平面機構(gòu)運動簡圖 用構(gòu)件和運動副的特定符號（見附表A ）繪制的，表示機構(gòu)中各構(gòu)件間相對運動關(guān)系的簡單圖形，稱為機構(gòu)運動示意圖。按一定比例繪制的機構(gòu)示意圖稱為機構(gòu)運動簡圖。機構(gòu)運動簡圖不僅可以用來簡明地反映原機構(gòu)的運動特性，而且還可以用

54、來對機構(gòu)進行運動杯動力分析。 四、平面機構(gòu)的自由度 兩個以上的構(gòu)件用平面運動副連接起來組成構(gòu)件系統(tǒng)，如將其中某一構(gòu)件固定為機架，而且當另一構(gòu)件（或少數(shù)幾個構(gòu)件）按給定的運動規(guī)律相對于機架獨立運動時，其余構(gòu)件也都隨之作確定的運動，這時構(gòu)件系統(tǒng)則成為機構(gòu)。為了使機構(gòu)能產(chǎn)生確定的相對運動，有必要探討機構(gòu)的自由度和機構(gòu)具有確定運動的條件。 教案（附頁） 1 ．平面機構(gòu)的自由度 設平面機構(gòu)中活動構(gòu)件數(shù)為機低副和高副數(shù)分別為pL和pH ，由于活動構(gòu)件給機構(gòu)帶進3n個自由度，而運動副又約束掉（2pL ＋pH）個自由度，所以機構(gòu)所具有的自由度為 F=3n-2pL- pH 2 ．機構(gòu)具有確

55、定運動的條件： 為了使機構(gòu)具有確定的運動，還須使給定的獨立運動規(guī)律的數(shù)目等于機構(gòu)的自由度數(shù)。而給定的獨立運動規(guī)律是通過原動件提供的，通常每個原動件只具有一個自由度。所以機構(gòu)具有確定運動的條件是： 1 ) F > O ； 2 ）原動件數(shù)等于機構(gòu)的自由度數(shù)。 教案（附頁） 授課時間 第3周 第3次 授課方式 理論課 課 題 第四章 常用機構(gòu)。第一節(jié) 平面連桿機構(gòu)；第二節(jié) 凸輪機構(gòu) 教 學 目 的 通過本章的學習，使學生初步了解各種傳動機構(gòu)的工作原理和特點 教學重點 平面連桿機構(gòu) 教學難點 凸輪機構(gòu) 教學方法 講授法 教

56、 具 教學內(nèi)容與過程（包括時間分配） 課后分析 通過本章的學習，使學生初步了解各種傳動機構(gòu)的工作原理和特點 第一節(jié) 平面連桿機構(gòu)；1h 第二節(jié) 第二節(jié) 凸輪機構(gòu)1h 教案（附頁） 第四章常用機構(gòu) 常用機構(gòu)主要包括平面連桿機構(gòu)、曲柄滑塊機構(gòu)、凸輪機構(gòu)和間歇運動機構(gòu)等。 §4-1 平面連桿機構(gòu) 平面連桿機構(gòu)是由一些剛性桿件用鉸鏈和滑道等連接而成的機構(gòu)，在生產(chǎn)中用來實現(xiàn)運動的變換和傳遞動力。因構(gòu)件形狀多呈桿狀，并作平面運動，所以稱為平面連桿機構(gòu)。平面連桿機構(gòu)的特點是：能夠進行多種運動形式的轉(zhuǎn)換；構(gòu)件一般由鉸鏈連接，連接處是面接觸，因此單位面積上的壓力較小，便于潤

57、滑，磨損小，使用壽命較長；兩構(gòu)件接觸處表面是圓柱面或平面，制造比較方便。所以在各種機械設備和儀器、儀表中，平面連桿機構(gòu)的應用十分普遍。在平面連桿機構(gòu)中，鉸鏈四桿機構(gòu)為最基本形式，其他形式的四桿機構(gòu)可以看做是在鉸鏈四桿結(jié)構(gòu)基礎上演化而成的。 一、鉸鏈四桿機構(gòu)的基本類型 在平面連桿機構(gòu)中，有一種由四個構(gòu)件相互用鉸鏈連接而成的機構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)稱為鉸鏈四桿機構(gòu)，簡稱四桿機構(gòu)。 1 ．曲柄搖桿機構(gòu) 在四桿構(gòu)件中，如果一個臂為曲柄，另一個為搖桿，則此機構(gòu)稱為曲柄搖桿機構(gòu)。 分析曲柄搖桿機構(gòu)還須注意以下兩個特點： （1）具有急回特性 （2）存在死點位置 2 ．雙曲柄機構(gòu) 在四桿機構(gòu)中，如果兩

58、個臂均為曲柄，則此機構(gòu)稱為雙曲柄機構(gòu)。 3 ．雙搖桿機構(gòu) 在四桿機構(gòu)中，如果兩個臂均為搖桿，則此機構(gòu)稱為雙搖桿機構(gòu)。 二、鉸鏈四桿機構(gòu)類型的判別 以上我們討論了三種木同形式的四桿機構(gòu)。為什么有不同形式之分呢？這是因為機構(gòu)形式與各桿間的相對長度和機架的選取有關(guān)。在四桿機構(gòu)中，當最短桿與最長桿長度之和小于或等于其余兩桿長度之和時，一般可以有以下三種情況： ① 取與最短桿相鄰的任一桿為靜件，并取最短桿為曲柄，則此機構(gòu)為曲柄搖桿機構(gòu)。 ② 取最短桿為靜件時，此機構(gòu)為雙曲柄機構(gòu)。 ③ 取最短桿對面的桿為靜件時，此機構(gòu)為雙搖桿機構(gòu)。 當四桿機構(gòu)中最短桿與最長桿長度之和大于其余兩桿長度之和時

59、，則不論取哪一桿為靜件，都只能構(gòu)成雙搖桿機構(gòu)。 三、鉸鏈四桿機構(gòu)的演化 在生產(chǎn)實際中還廣泛地采用其他形式的四桿機構(gòu)。這些機構(gòu)雖然種類繁多，具體結(jié)構(gòu)差異較大，但大多數(shù)都可以看做是由鉸鏈四桿機構(gòu)演化而成的。下面分析幾種常用的演化機構(gòu)。 1 ．曲柄滑塊機構(gòu) 曲柄滑塊機構(gòu)是由曲柄、連桿、滑塊及機架組成的另一種平面連桿機構(gòu)，圖4 一15 為曲柄滑塊機構(gòu)簡圖。在曲柄滑塊機構(gòu)中，若曲柄為主動件，當曲柄作整周連續(xù)轉(zhuǎn)動時，可通過連桿帶動滑塊作往復直線運動；反之，若滑塊為主動件，當滑塊作往復直線運動時，又可通過連桿帶動曲柄作整周連續(xù)轉(zhuǎn)動。具體的例子有：曲柄壓力機（見圖4-16 ）是將曲柄轉(zhuǎn)動變?yōu)榛瑝K往復直

60、線移動；內(nèi)燃機（見圖4-17 ）則是將滑塊（活塞）往復直線移動變?yōu)榍D(zhuǎn)動。 教案（附頁） 2 ．導桿機構(gòu) 導桿機構(gòu)可以看成是改變曲柄滑塊機構(gòu)（圖4-18a ）中的固定構(gòu)件演化而來的。演化后能在滑塊中作相對移動的構(gòu)件（圖4-18b , c , d 中的構(gòu)件封稱為導桿。 ( 1 ）曲柄轉(zhuǎn)動導桿機構(gòu) ( 2 ）面柄擺動導桿機構(gòu) ( 3 ）移動導桿機構(gòu) ( 4 ）擺動導桿滑塊機構(gòu) §4-2 凸輪機構(gòu) 一、凸輪機構(gòu)的應用和特點 凸輪機構(gòu)是一種常用的高副機構(gòu)，廣泛用于各種機械傳動和自動控制裝置中。 二、凸輪機構(gòu)的類型 凸輪機構(gòu)的種類很多，一般分類如下； 1 ．按凸

61、輪的形狀分 按照凸輪形狀不同可分為盤形凸輪、移動凸輪和圓柱凸輪。 2 ．按從動桿的端部型式分 按照從動桿不同的端部塾式可分為尖頂從動桿、滾子從動桿和平底從動桿。 三、凸輪輪廓曲線的繪制 1 ．尖頂從動桿盤形凸輪輪廓曲線的繪制 2 ．滾子從動桿盤形凸輪輪廓曲線的繪制 教案（附頁） 授課時間 第4周 第1次 授課方式 理論課 課 題 第三節(jié) 螺旋機構(gòu)；第四節(jié) 間歇機構(gòu)。 教 學 目 的 了解螺旋機構(gòu)和間歇機構(gòu)的傳動特點 教學重點 螺旋機構(gòu) 教學難點 間歇機構(gòu) 教學方法 講授法 教 具 教學內(nèi)容與過程（包括時間分配）

62、課后分析 了解螺旋機構(gòu)和間歇機構(gòu)的傳動特點 第三節(jié) 螺旋機構(gòu)；1h 第四節(jié) 第四節(jié) 間歇機構(gòu)。1h 教案（附頁） §4-3 螺旋機構(gòu) 一、螺旋機構(gòu)的應用和特點 螺旋機構(gòu)可以用來把回轉(zhuǎn)運動變?yōu)橹本€移動圖4 一30 所示的機床手搖進給機構(gòu)是應用螺旋機構(gòu)的一個實例，當搖動手輪使螺桿1 旋轉(zhuǎn)時，螺母2 就帶動滑板4 沿導軌面移動。 螺旋機構(gòu)的主要優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，能將較小的回轉(zhuǎn)力矩轉(zhuǎn)變成較大的軸向力，能達到較高的傳動精度，并且工作平穩(wěn)，易于自在各種機械設備和儀器中得到廣泛的應用。 二、螺旋機構(gòu)的螺紋及其運動形式 （一）螺紋 根據(jù)螺紋截面形狀的不同，螺紋分為

63、矩形、梯形、鋸齒形和三角形等幾種（見圖4-31 ）。其中，矩形螺紋難于精確制造，故應用較少；三角形螺紋主要用于聯(lián)接；而梯形及鋸齒形螺紋則在滑動螺旋機構(gòu)中得到廣泛的應用。 根據(jù)螺旋線旋繞方向的不同，螺紋可分為右旋和左旋兩種（見圖4-32）。當螺紋的軸線垂反之為左旋螺紋直于水平面時，正面的螺紋向右上方傾斜上升，則為右旋螺紋（見圖4-32a , c ) 一般機械中大多采用右旋螺紋。 根據(jù)螺旋線數(shù)目的不同，在圖4-33 中，若直徑為螺紋又可分為單線、雙線、三線和多線等幾種，見圖4-32 。在一般情況下，螺紋升角都較小，當螺桿（或螺母）受到軸向力作用時，無論這個力有多大，螺母（或螺桿）也不會自行松退

64、，這就是螺紋的自鎖作用。傳動的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)精確可靠的軸向定位。 （二）螺旋機構(gòu)的形式 1 ．單螺旋機構(gòu) 單螺旋機構(gòu)又稱為普通螺旋機構(gòu)，是由單一螺旋副組成的，它有以下四種形式： ( 1 ）螺母不動，螺桿轉(zhuǎn)動并作直線運動。 ( 2 ）螺桿不動，螺母轉(zhuǎn)動并作直線運動。 ( 3 ）螺桿原位轉(zhuǎn)動，螺母作直線運動。 ( 4 ）螺母原位轉(zhuǎn)動，螺桿直線運動。 2 ．雙螺旋機構(gòu) ( 1 ）差動螺旋機構(gòu) ( 2 ）復式螺旋機構(gòu) 三、滾珠螺旋機構(gòu) 普通的螺旋機構(gòu)，由于齒面之間存在相對滑動摩擦，所以傳動效率低。為了提高效率、減輕磨損，可采用以滾動摩擦代替滑動摩擦的滾珠螺旋機構(gòu)。如圖4-40

65、 所示，滾珠螺旋機構(gòu)主要由螺母、絲杠、滾珠和滾珠循環(huán)裝置組成。在絲杠和螺母的螺紋滾道之間裝入許多滾珠，以減小滾道間的摩擦。當絲杠與螺母之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動時，滾珠沿螺紋滾道滾動，并沿滾珠循環(huán)裝置的通道返回，構(gòu)成封閉循環(huán)。滾珠螺旋機構(gòu)由于以滾動摩擦代替了滑動摩擦，故摩擦阻力小，傳動效率高，運動穩(wěn)定，動作靈敏。但其結(jié)構(gòu)復雜，尺寸大，制造技術(shù)要求高。目前主要甫于數(shù)控機床和氣精密機床的進給機構(gòu)、重型機械的升降機構(gòu)、精密測量儀器以及各種自動控制裝置中。 §4-4 間歇運動機構(gòu) 當需要從動件產(chǎn)生周期性的運動和停頓時，可以應用間歇運動機構(gòu)。它的種類很多，常見的有以下兩種。 一、棘輪機構(gòu)

66、 教案（附頁） 棘輪機構(gòu)的棘爪與棘輪的齒開始接觸的瞬間會發(fā)生沖擊，在工作過程中有噪聲，一般用于主動件速度不大、從動件行程需要改變的場合，如各種機床和自動機械的進給機構(gòu)、進料機構(gòu)，以及自動計數(shù)器等。 二、槽輪機構(gòu) 槽輪機構(gòu)如圖4-43a 所示，它由撥盤1 、槽輪2 與機架組成。當撥盤轉(zhuǎn)動時，其上的圓銷A 進人槽輪相應的槽內(nèi)，使槽輪轉(zhuǎn)動。當撥盤轉(zhuǎn)過滬角時，槽輪轉(zhuǎn)過。角（見圖4-43b ) ，此時圓銷A 開始離開槽輪。撥盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動，槽輪上的凹弧孟（稱為鎖止?。┡c撥盤的凸弧湯相接觸，此時槽輪不能轉(zhuǎn)動。等到撥盤的圓銷A 再次進犬槽輪的另一槽內(nèi)時，槽輪又開始轉(zhuǎn)動口這樣就將主動件（撥盤）的連續(xù)轉(zhuǎn)動，變?yōu)閺膭蛹ú圯啠┑闹芷谛蚤g歇轉(zhuǎn)動。 從圖4-43 可以看到，槽輪靜止的時間比轉(zhuǎn)動的時間長，若需靜止的時間縮短些，則可增加撥盤上圓銷的數(shù)目。如圖4-44 所示，撥盤上有兩個圓錐，當撥盤旋轉(zhuǎn)一周時，槽輪轉(zhuǎn)過Za 。槽輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，常用于自動機床的換刀裝置（圖4-45 ）及電影放映機的卷片機構(gòu)（圖4-46 ）等。 教案（附頁） 授課時間 第4周 第2次 授課方式 理論課 課 題 第五章 常用機械傳動裝置。第一節(jié) 帶傳動；第二節(jié) 鏈傳動； 教 學 目 的 通過本章的學習，使學生初步了解各種傳動機構(gòu)的工作原理和特點